Mycotoxins are one of the most significant issues for cereal production, especially in relation to food safety and public health. These are toxic substances produced by filamentous fungi, in particular by the genera Aspergillus, Fusarium and Penicillium, which develop on cereals both during cultivation in the field and in the subsequent phases of transport and storage. In recent years, growing climate instability has led to an increase in the incidence and geographical distribution of their contamination. Higher temperatures, alternating droughts and heavy rainfall, as well as ever-increasing CO₂ concentrations create an environment favorable to the proliferation of fungal species and the development of their toxins. In this context, prevention through good agricultural practices, such as the management of crop residues, and the reduction of nutritional stress through irrigation and fertilization and above all the cultivation of tolerant varieties, represent the most effective tools to limit risks. Among the control methods, there is great attention to the development of biofungicides, including natural proteins such as defensins and antagonistic microorganisms such as Trichoderma spp. or non-toxic strains of Aspergillus. These act by competition or through the production of antifungal metabolites showing encouraging results both in vitro and in the field. Essential oils, derived from aromatic plants, are emerging as environmentally friendly alternatives: they act on the plasma membrane of fungi and can reduce the synthesis of toxins. Recently, microencapsulation and nanoparticle technologies are being developed to increase their efficacy and stability. In light of ongoing climate change, the management of mycotoxins requires a vision that involves the entire production chain, from the definition of effective strategies, to the introduction of sustainable but effective defense interventions and constant monitoring.

Le micotossine rappresentano una delle problematiche più rilevanti per le produzioni cerealicole, soprattutto in relazione alla sicurezza alimentare e alla salute pubblica. Si tratta di sostanze tossiche prodotte da funghi filamentosi, in particolare dai generi Aspergillus, Fusarium e Penicillium, che si sviluppano sui cereali sia durante la coltivazione in campo, sia nelle fasi successive di trasporto e stoccaggio. Negli ultimi anni, la crescente instabilità climatica ha determinato un aumento dell’incidenza e della distribuzione geografica delle loro contaminazioni. Temperature più elevate, alternanza tra siccità e piogge intense, oltre a concentrazioni di CO₂ sempre maggiori creano un ambiente favorevole alla proliferazione di specie fungine e allo sviluppo delle relative tossine. In questo contesto la prevenzione mediante buone pratiche agricole, quali la gestione dei residui colturali, e la riduzione di stress nutrizionale tramite l’irrigazione e la fertilizzazione e soprattutto la coltivazione di varietà tolleranti, rappresentano gli strumenti più efficaci per limitare i rischi. Tra i metodi di lotta, c’è grande attenzione allo sviluppo di biofungicidi, tra cui figurano proteine naturali come le defensine e microrganismi antagonisti come Trichoderma spp. o ceppi non tossigeni di Aspergillus. Questi agiscono per competizione o attraverso la produzione di metaboliti antifungini mostrando risultati incoraggianti sia in vitro sia in campo. Gli oli essenziali, derivati da piante aromatiche, stanno emergendo come alternative ecocompatibili: essi agiscono sulla membrana plasmatica dei funghi e possono ridurre la sintesi delle tossine. Recentemente si stanno sviluppando tecnologie di microincapsulamento e nanoparticelle per aumentarne l’efficacia e la stabilità. Alla luce del cambiamento climatico in atto, la gestione delle micotossine richiede una visione integrata che coinvolga l’intera filiera produttiva, dalla definizione di strategie efficaci, all’introduzione di interventi di difesa sostenibili ma efficaci e da un monitoraggio costante.

Prevenire le micotossine nelle filiere cerealicole in un contesto di cambiamento climatico

BARBERIS, MARGHERITA
2024/2025

Abstract

Le micotossine rappresentano una delle problematiche più rilevanti per le produzioni cerealicole, soprattutto in relazione alla sicurezza alimentare e alla salute pubblica. Si tratta di sostanze tossiche prodotte da funghi filamentosi, in particolare dai generi Aspergillus, Fusarium e Penicillium, che si sviluppano sui cereali sia durante la coltivazione in campo, sia nelle fasi successive di trasporto e stoccaggio. Negli ultimi anni, la crescente instabilità climatica ha determinato un aumento dell’incidenza e della distribuzione geografica delle loro contaminazioni. Temperature più elevate, alternanza tra siccità e piogge intense, oltre a concentrazioni di CO₂ sempre maggiori creano un ambiente favorevole alla proliferazione di specie fungine e allo sviluppo delle relative tossine. In questo contesto la prevenzione mediante buone pratiche agricole, quali la gestione dei residui colturali, e la riduzione di stress nutrizionale tramite l’irrigazione e la fertilizzazione e soprattutto la coltivazione di varietà tolleranti, rappresentano gli strumenti più efficaci per limitare i rischi. Tra i metodi di lotta, c’è grande attenzione allo sviluppo di biofungicidi, tra cui figurano proteine naturali come le defensine e microrganismi antagonisti come Trichoderma spp. o ceppi non tossigeni di Aspergillus. Questi agiscono per competizione o attraverso la produzione di metaboliti antifungini mostrando risultati incoraggianti sia in vitro sia in campo. Gli oli essenziali, derivati da piante aromatiche, stanno emergendo come alternative ecocompatibili: essi agiscono sulla membrana plasmatica dei funghi e possono ridurre la sintesi delle tossine. Recentemente si stanno sviluppando tecnologie di microincapsulamento e nanoparticelle per aumentarne l’efficacia e la stabilità. Alla luce del cambiamento climatico in atto, la gestione delle micotossine richiede una visione integrata che coinvolga l’intera filiera produttiva, dalla definizione di strategie efficaci, all’introduzione di interventi di difesa sostenibili ma efficaci e da un monitoraggio costante.
Preventing mycotoxins in cereal supply chains in a context of climate change
Mycotoxins are one of the most significant issues for cereal production, especially in relation to food safety and public health. These are toxic substances produced by filamentous fungi, in particular by the genera Aspergillus, Fusarium and Penicillium, which develop on cereals both during cultivation in the field and in the subsequent phases of transport and storage. In recent years, growing climate instability has led to an increase in the incidence and geographical distribution of their contamination. Higher temperatures, alternating droughts and heavy rainfall, as well as ever-increasing CO₂ concentrations create an environment favorable to the proliferation of fungal species and the development of their toxins. In this context, prevention through good agricultural practices, such as the management of crop residues, and the reduction of nutritional stress through irrigation and fertilization and above all the cultivation of tolerant varieties, represent the most effective tools to limit risks. Among the control methods, there is great attention to the development of biofungicides, including natural proteins such as defensins and antagonistic microorganisms such as Trichoderma spp. or non-toxic strains of Aspergillus. These act by competition or through the production of antifungal metabolites showing encouraging results both in vitro and in the field. Essential oils, derived from aromatic plants, are emerging as environmentally friendly alternatives: they act on the plasma membrane of fungi and can reduce the synthesis of toxins. Recently, microencapsulation and nanoparticle technologies are being developed to increase their efficacy and stability. In light of ongoing climate change, the management of mycotoxins requires a vision that involves the entire production chain, from the definition of effective strategies, to the introduction of sustainable but effective defense interventions and constant monitoring.
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